五轴联动加工的新方案

　　中国的航天航空工业正在迅速发展，采用先进的加工技术和设备是各航天航空公司的当务之急，本文介绍了Cincinnati Machine 公司和DS Technologie Gmbh(DST)公司结成战略联盟，现在可从Cincinnati Machine购得由DST研制的多轴主轴头，它可用来改善铝制薄壁飞机结构件的机加性能。

　　Cincinnati Machine 公司和DS Technologie Gmbh(DST)公司宣布战略联盟，从此将通过Cincinnati Machine向南北美洲的航空工业提供两家联盟公司的机床、服务和技术支援。

　　联盟的最重要例证之一是现在可从Cincinnati Machine购得由DST研制的多轴主轴头，它用来改善铝制薄壁飞机结构件的机加性能。

　　图1：Z3主轴头是DST研制的，现在可从Cincinnati Machine购得，它使主轴能够进行高速度的多轴定位，同时，加速度1G和快速横动速度1968 ipm以及主轴速度选择范围7500-4000rpm和功率100hp等特点相辅相成。

　　这种所谓Z3的主轴头象一个水平方向平行连接的三角架，它采用了三个平行的线性导轨和滚珠丝杠，并通过连接件把它们装到主轴托架上。该构件可以使主轴在主轴头工作范围之内基本上实现任何线性运动和回转运动的合成动作。

　　为了使该部件的工作原理形象化，可设想三根平行的水平杆，它们各自有一端连接到主轴罩上。每根杆通过球窝接头与主轴罩的外周相连，彼此位置相差120°，使主轴罩能够回转。三根杆的另一端用接头连接到滑块上，滑块沿正负Z轴方向在一组固定的平行直线导轨上滑动。滑块的下面是滚珠丝杆螺母副的螺母，丝杠通过它而旋转。

　　图2：从这个示意图可以看出Z3主轴头的结构特点，三个连接件(A)附装到主轴托架(B)上，它们沿一组直线导轨(C)移动，并由滚珠丝杠(D)加以驱动，每个滚珠丝杠是独立的，它们可以在程序控制下确定主轴的位置，定位范围是A、B轴正负40o，Z轴行程26.4英寸。

　　三个滚珠丝杠各自都有自己的伺服电动机，当每个丝杠转动时，相应的滑块就会带动主轴罩运动。

　　三个滚珠丝杠一齐被驱动时，主轴罩沿正负Z轴方向作直线运动。只要用程序控制丝杠单独进行旋转，主轴托架及主轴就能产生A、B轴运动，A、B轴运动的范围是正负40°。

　　利用平行连接的三角布局使主轴具有很高的动、静刚度，而且由于设计质量的减少，Z3主轴头的轴向加、减速度达到1G，快速进给速度为1968ipm。

　　据Cincinnati Machine报道，Z3 主轴头的Z向行程仅有26.4英寸，原因是航空零部件的深度要求大多不超过12英寸。行程的限制增加了主轴头的稳定性，这样可以更好地加工飞机铝结构件的薄壁部位。

　　Z3 新型主轴头适用于速度为7500 ～40000的电主轴，它的结构设计允许采用100hp以内的主轴。现在Z3可配合使用三个不同牌号的主轴，为用户提供了一个选择机会，他们可根据不同的加工用途而选择速度和力矩。一开始Cincinnati Machine将在其Hypermach系列卧式仿形铣床上采用Z3主轴头，这些机床特别适合于飞机结构件的高速铣削。